DE2254653B2 - Innenbelüftete Rotorscheibe für Bremsen oder Kupplungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine innenbelüftete Rotorscheibe, insbesondere eine Schlupfkupplung zur Drehzahlbegrenzung, bei der eine Druckplatte mittels einer Tellerfeder in Reibeingriff mit der Rotorscheibe gedrückt ist und an der Tellerfeder Fliehgewichte befestigt sind, deren Kräfte der Andruckkraft der Tellerfeder entgegengerichtet sind und bei steigender Drehzahl der Kupplung einen größeren Schlupf hervorrufen, wobei die Rotorscheibe aus zwei in axialem Abstand angeordneten, miteinander fest verbundenen Ringscheiben und einem niäanderförmig umgefalteten, radiale Kanäle bildenden Blechstreifen besteht, an dem beidseitig die Ringscheiben befestigt sind.

Eine Schlupfkupplung mit den eingangs geschilderten Merkmalen ist aus der Veröffentlichung »Speed Limiting Accessory Drive« der Anmelderin bereits bekannt. Diese Schlupfkupplung ist insbesondere zum Antrieb von Hüfsaggregaten in Kraftfahrzeugen geeignet, deren Anzahl sich ständig vergrößert und von denen manche bereits bei niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine voll funktionstüchtig sein sollen. Beim Antrieb der Hilfsaggregate über eine Übersetzung erfolgt jedoch bei höheren Drehzahlen der Brennkraftmaschine ein zu schneller Antrieb der Hilfsaggregate. Umschaltbare Getriebe sind jedoch verhältnismäßig teuer und weisen verschiedene Mangel auf.

Daher ist mit Vorteil eine Schlupfkupplung verwendbar, die bei niedrigen Antriebsdrehzahlen ohne Schlupf arbeitet, wobei die Hilfsaggregate mit den gewünschten Drehzahlen angetrieben werden, während bei höheren Drehzahlen der Antriebsmaschine die Kupplung in den Schiupfbereich gerät und dann die Hilfsaggregate mit einer konstanten Drehzahl antreibt, auch wenn die Antriebsdrehzahl weiter erhöht wird.

Da die Schlupfkupplung während des größeren Teils ihrer Betriebszeit im Schlupfbereich arbeitet, entstehen erhebliche Wärmemengen, die zuverlässig abgeführt werden müssen. Innenbelüftete Rotorscheiben mit zwei Ringscheiben und zwischen diesen angeordneten gefalteten Blechstreifen sind bekannt (britische Patentschrift 566 572). Damit läßt sich die zur Wärmeabführung dienende Oberfläche gegenüber einer einfachen Scheibe etwa verdoppeln. Innenbelüftete Bremsscheiben sind jedoch nicht für feinen Dauerbetrieb geeignet, da dann zu hohe Temperaturen auftreten, die zu einem vorzeitigen Verschleiß der Reibbeläge führen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Rotorscheibe der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß die erheblichen, während des Betriebes entstehenden Wärmemengen besser aufgenommen und abgeführt werden, ohne daß zu hohe Temperaturen entstehen, die zu Berriebsschwierigkeiten führen können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einander gegenüberliegenden ebenen Stege des Blechstreifens mit jalousieartigen Schlitzen versehen sind, die abwechselnd in Gruppen einander entgegengesetzt gerichtet sind.

Durüi die jalousieartigen Schlitze wird abwechselnd Luft radial nach außen und radial nach innen geführt. Dadurch wird die Turbulenz der durch die Gebiäsewirkung radial nach außen durch die Kanäle geführten Luft erheblich vergrößert. Femer weist die erfindungsgemäße Rotorscheibe eine gewisse Nachgiebigkeit auf, die eine bessere Flächenberührung zwischen den Ringscheiben und den Reibbelägen der Schlupfkupplung zur Folge hat. Ferner ist die wärmeleitende Verbindung zwischen dem mäanderfönnig gefalteten Blechstreifen und den Ringscheiben verbessert.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 einen Achserischnitt durch eine Schlupfkupplung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Achsenschnitt durch die Rotorscheibe der Schlupfkupplung gemäß F i g. 1,

F i g. 3 eine Stirnansicht der Rotorscheibe gemäß Fig. 2,

F i g. 4 eine ausschnittweise perspektivische Ansicht des Rippeneinsatzes,

F i g. 5 eine ausschnittweise perspektivische Ansicht eines Rippeneinsatzes in abgeänderter Ausführungsform,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 3 und

F i g. 7 eine ausschnittweise perspektivische Ansicht einer aufgebogenen Rippenfalte.

In der Zeichnung ist eine Schlupfkupplung zum Einbau in Kraftfahrzeuge dargestellt, die aus einer die treibende Kupplungshälfte bildenden Kupplungsscheibe 10 und einem die getriebene Kupplungshälfte bildenden Kupplungsgehäuse 15 besteht. Die Kupplungsscheibe 10 ist mit einer Welle 21 verbunden, die mit Bohrungen 22 versehen ist, um die Welle an der Brennkraftmaschine anzuflanschen. Das Kupplungsgehäuse 15 treibt über Keilriemen nicht dargestellte Hilfsaggregate, beispielsweise eine Lichtmaschine, eine Pumpe für die Lenkhilfe, einen Kompressor für die Klimaanlage, eine Wasserpumpe und ein Kühlgebläse an. Es ist bekannt, mehrere solcher Hilfsaggregate mittels eines einzigen Keilriemens anzutreiben. Das Kupplungsgehäuse 15 weist Riemenscheiben für zwei Keilriemen auf.

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Die Kupplungsscheibe 10 ist mit einer Nabe 11 zunehmenden Maße entgegenwirkt. Die Fliehge-

verbunden, die mit Zungen 12 versehen ist, die in wichte 90 durchgreifen Schlitze in dem Gshäuse-

entsprechende Ausnehmungen in der Welle 21 grei- flansch 56, so daß bei niedrigeren Drehzahlen die

fen. Die Nabe 11 ist mittels einer Schraube 26 an der Reibbeläge 78 und 82 mittels der vorgespannten TeI-

Welie 21 gehalten. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersieht- 5 lerfeder 86 in Reibeingriff mit der Kupplungsscheibe

lieh ist, weist die Nabe 11 mehrere sich radial er- 10 gehalten sind und das Kupplungsgehäuse 15 über

streckende Vorspriinge 13 mit Öffnungen 14 auf. den Reibbelag 82 unmittelbar und über den Reibbe-

Die Kupplungsscheibe 10 besteht aus zwei in lag 78, die Druckplatte 76, die Tellerfeder 86, die einem axialen Abstand voneinander angeordneten Fiiehgewichte 90 und den Gehäuseflansch 56 mittel-Ringscheiben 16 und 17, die mittels Nieten oder Ab- io bar angetrieben ist, wobei die Drehzahl des Kuppstands^alter 18 fest miteinander verbunden sind. In- lungsgehäuses 15 gleich der Drehzahl der Kuppfolge der Abstandshalter 18 können also die beiden lungsscheibe 10 ist.

Ringscheiben nicht aufeinandergedrückt werden. Die Beim Beschleunigen der Brennkraftmaschine wird

Ringscheibe 16 ist mit sich radial nach innen erstrek- eine Drehzahl der Kupplungsscheibe 10 und des

kenden Vorsprüngen 19 mit Bohrungen 20 versehen. 15 Kupplungsgehäuses 15 erreicht, bei der die durch die

Die Befestigung der Ringscheibe 16 und damit der Fliehgewichte 90 ausgeübten Kräfte die Druckplatte

Kupplungsscheibe an der Nabe 11 erfolgt durch fle- 76 so weit entlasten, daß die Kupplung im Schlupf-

xible Bänder 23, deren Enden mittels Nieten 24 und bereich arbeitet und auch bei weiter ansteigender

25 an den Vorsprüngen 13 der Nabe 11 und den Drehzahl der Welle 21 die Drehzahl des Kupplungs-

Vorsprüngen 19 der Ringscheibe 16 befestigt sind. 30 gehäuses 15 konstant bleibt. Diese Drehzahl kann

Die Bänder 23 bestehen aus verhältnismäßig dün- beispielsweise etwa 1500 U/min betragen. Diese

nem Metall und ermöglichen ein axiales Ausweichen, Drehzahl läßt sich durch Wahl der Fliehgewichte

um den Verschleiß der gehäusefest angeordneten und/oder Tellerfeder zweckentsprechend auswählen.

Reibbeläge auszugleichen. Das von der Schlupfkupplung übertragene Drehmo-

Die getriebene Kupplungshälfte besteht aus einem as ment fallt bei steigender Drehzahl nach einer quadra-Kupplungsgehäuse 15, das mit einem Gehäuseflansch tischen Funktion, also verhältnismäßig steil ab. Dies 56 versehen ist, der auf der angetriebenen Welle 21 ist durch die Fliehgewichte bedingt. Durch den steimittels eines Lagers 68 drehbar gelagert ist. An dem len Drehmomentabfall der Kupplung mit steigender Gehäuseflansch 56 ist eine erste Riemenscheibe 66 Drehzahl sowie Drehzahlbegrenzung wird in einfamit zwei Rillen 72 und 74 und eine zweite Riemen- 30 eher Weise sicher erreicht, daß die Hilfsaggregate scheibe 62 mit einer Rille 70 befestigt. Die gegen- nicht mit unnötig hohen Drehzahlen angetrieben überliegende offene Seite des Gehäuses 15 ist mit werden und zuviel Leistung verbrauchen, was insbeeiner Gegendruckplatte 58 versehen, die über einen sondere deshalb wichtig ist, weil die meisten Hilfsag-Stift 64 mit dem Kupplungsgehäuse 15 verbunden gregate, insbesondere das Kühlgebläse und die Wasist, und mittels eines Drahtringes 66, der in entspre- 35 serpumpe mit steigender Drehzahl einen steilen Leichende Ringnuten des Gehäuses 15 und der Gegen- stungsanstieg aufweisen.

druckplatte 58 einsitzt, in axialer Richtung festgehal- Bei einem allmählichen Verschleiß der Reibbeläge

ten ist. An Stelle der Rillen 70, 72, 74 für Keilriemen 78, 82 gelangen die Tellerfeder 86 und die Fliehge-

können auch Zahnräder, Kettenräder od.dgl. vorge- wichte 90 allmählich in die in Fig. 1 in gestrichelten

sehen sein. 40 Linien dargestellte Lage.

An der Gegendruckplatte 58 ist eine Zwischenlage In den F i g. 4 bis 7 sind Einzelheiten des zwischen 84 aus dämpfendem und den Druck gleichmäßiger die Ringscheiben 16 und 17 angeordneten Rippenverteilendem Werkstoff und auf der Zwischenlage ein einsatzes 30 dargestellt. Gemäß F i g. 4 besteht der Reibbelag 82 befestigt. Die Zwischenlage 84 dient Rippeneinsatz 30 aus einem mäanderförmig umgefalauch zum Dämpfen von Geräuschen und Schwingun- 45 teten Blechstreifen 33 aus verhältnismäßig dünnem, gen. Für die Zwischenlage wird ein zusammendrück- wärmeleitfähigem Werkstoff, dessen Falten 34 radial barer Werkstoff gewählt. Auf der andere» Seite der verlaufend zur Bildung von radialen Kanälen r*>\- Kupplungsscheibe 10 ist ebenfalls ein Reibbelag 78 sehen den einander gegenüberliegenden ebenen Ste- und eine Zwischenlage 80 zur Dämpfung an einer gen 35 und 36 angeordnet sind.
Druckplatte 76 befestigt. 50 Jede Falte 34 weist einen ersten Satz von jalousie-

Neben der Druckplatte 76 befindet sich eine Tel- artigen Schlitzen 41 auf, welche so gerichtet sind, lerfeder 86, die außen an dem Gehäuseiiansch 56 ab- daß Luft in den Kanal 40 hineingeleitet wird. Ein gestützt ist und innen auf der Druckplatte 76 auf- zweiter Satz von jalousieartigen Schlitzen 42 ist dageliegt. Zur drehfesten Verbindung der Kupplungs- gen so gerichtet, daß Luft aus dem Kanal 40 herausplatte 76 mit der Tellerfeder 86 sind an der Druck- 55 geführt wird. Der andere Steg 36 ist ebenfalls abplatte 76 aufgebogene Laschen 88 vorgesehen, die in wechselnd mit entgegengerichteten jalousieartigen radiale Schlitze in der Tellerfeder 86 greifen. Meh- Schlitzen 43 und 44 versehen. Als Werkstoff für die rere Fliehgewichte 90 sind an der Tellerfeder 86 be- Blechstreifen 33 eignet sich Kupfer oder Aluminium festigt und erstrecken sich wie in Fig. 1 gezeigt, seit- in Stärken von etwa 0,1 bis 0,2mm. Ist eine maxilich von der Tellerfeder innerhalb einer durch d'e 60 male Wärmeabführung nicht erforderlich und soll die Riemenscheibe 60 gebildeten Ausnehmung. Die an Kupplungsscheibe einen größeren Durchmesser aufden Fliehgewichten angreifenden Fliehkräfte suchen weisen, so können auch Stahlbleche mit Stärken von die Fliehgewichte etwa um den Punkt 92 nach außen etwa 0,25 bis 0,5 mm Verwendung finden. Die Reibzu schwenken. Tatsächlich führen die Fliehgewichte flächen 28, 29 der Ringscheiben 16, 17 werden dann keine Schwenkung aus, liefern jedoch ein Moment 65 etwas höhere Betriebstemperaturen annehmen,
mit einer Kraftkomponente, welche der Andrück- In F ig. 5 sind zwei Blechstreifen 33/1 und 33B als kraft der Tellerfeder 86 auf die Druckplatte 76 bei Rippeneinsatz 30/i vorgesehen, wobei der Streifen steigender Drehzahl des Kupplungsgehäuses 15 im 33 B eine größere Anzahl von Falten als der Streifen

33 Λ aufweist. Dadurch wird die zur Wärmeabführung vorhandene Oberfläche vergrößert. Da eine Reihe von Falten 34 A des Streifens 33 A gegenüber den Falten

34 B des Streifens 33 B versetzt angeordnet ist, ergibt sich eine etwas größere Luftturbulenz und verbesserte Kühlung.

Der Rippeneinsatz 30 ist zwischen den Ringscheiben 16 und 17 angeordnet und mit diesen beispielsweise durch Löten verbunden. Bestehen die Ringscheiben 16, 17 aus einer Silicium-Alurainkim-Legierung und bestehen die Streifen aus nahezu reinem Aluminium, so eignet sich ein eutektisches Aluminiumhartlot mit etwa lO°/o Silicium. Bestehen die Scheiben aus Stahl von hohem Kohlenstoffgehalt, so können die Rippeneinsätze aus Kupfer oder Stahl mit einem Lot befestigt werden, das einen hohen Bleigelialt bei Temperaturen von etwa 330 bis 350° C aufweist, ohne daß der Stahl weich wird oder sich die Gesamtanordnung verformL

Die Ausbildung der Kupplungsscheibe mit dem Rippeneinsatz ermöglicht deren Verwendung bei einer Schlupfkupplung, die den weitaus überwiegenden Teil ihrer Betriebszeit im Schlupfbereich arbeitet. Infolge der radialen Anordnung der Falten 34 und Kanäle 40 wird eine Gebläsewirkung erzielt, welche die Luft radial von innen nach außen führt. Die Anordnung der jalousieartigen Schlitze vermittelt einen turbulenten Luftstrom und vergrößert die Wärmeableitung der Kupplungsscheibe. Außer Luft können auch Kühlflüssigkeiten Verwendung finden. Ferner wird durch die Anordnung des Rippeneinsatzes 30 zwischen den Ringscheiben 16 und 17 eine gewisse Nachgiebigkeit der Kupplungsscheibe erzielt, so daß man einen besseren Oberflächenkontakt zwischen den Reibflächen 28 und 29 und den Reibbelägen erhält. Ferner ist die Verwendung der geschilderten Kupplungsscheibe auch bei Bremsen als Bremsscheibe möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Innenbelüftete Rotorscheibe für Bremsen oder Kupplungen, insbesondere eine Schlupfkupplung zur Drehzahlbegrenzung, bei der eine Druckplatte mittels einer Telierfeder in Reibeingriff mit der Rotorscheibe gedrückt ist und an der Tellerfeder Fliehgewichte befestigt sind, deren Kräfte der Andruckkraft der Tellerfeder entgegengesetzt gerichtet sind und bei steigender Drehzahl der Kupplung einen größeren Schlupf hervorrufen, wobei die Rotorscheibe aus zwei in axialem Abstand angeordneten, miteinander fest verbundenen Ringscheiben und einem mäanderfönnig umgefalteten, radiale Kanäle bildenden Blechstreifen besteht, an dem beidseitig die Ringscheibsn befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden ebenen Stege (35, 36) des Blechstreifens (33) mit jalousieartigen Schlitzen (41 bis 44) versehen sind, die »o abwechselnd in Gruppen einander entgegengesetzt gerichtet sind.